Методика создания распределенной сим модели Лондер М. И., Моржин Ю. И., Попов С. Г.(Оао ”внииэ”), г. Москва Тел icon

Методика создания распределенной сим модели Лондер М. И., Моржин Ю. И., Попов С. Г.(Оао ”внииэ”), г. Москва Тел


1 чел. помогло.
Смотрите также:
Вдокументе представлено описание профиля единой информационной модели (сим) объектов и...
Воротницкий В. Э.,зав отделом, д т. н., профессор...
Методические указания по определению устойчивости энергосистем...
Общие технические требования к программно-техническим комплексам для асу тп тепловых...
Методические указания по определению устойчивости энергосистем часть II...
Нергетики и электрификации «еэс россии» общие технические требования к программно-техническим...
Методика разработки программно-технических комплексов см ЭВМ для асутп...
Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ...
Методические указания по эксплуатации газового хозяйства тепловых электростанций со 34. 20...
Александр Попов...
П рограмма
Методика создания образовательного портала...



Загрузка...
скачать





Методика создания распределенной СИМ модели

Лондер М.И., Моржин Ю.И., Попов С.Г.(ОАО ”ВНИИЭ”), г. Москва


Тел. (495) 113-60-11, Email: m_londer@m9com.ru

В основе построения системы управления ЕНЭС для информационного обеспечения задач контроля и управления состоянием и режимом сетей и оборудования, а также финансовыми расчетами, должно лежать создание единой информационной корпоративной системы управления. Столь сложная иерархическая система, состоящая из многих компонентов, интегрируемых между собой, как по информации, так и по управлению, может быть построена только на основе принятых всеми разработчиками методов унификации. Все интегрируемые компоненты должны использовать единую информационную модель, единую систему классификаторов и справочников, унифицированные структуры данных, единые данные параметров системы в реальном времени, данные коммерческого учета электроэнергии, единую геоинформационную систему.


Создание единого информационного пространства и организацию информационного взаимодействия субъектов рынка между собой целесообразно осуществлять на основе обобщенной информационной модели (Common Information Model - CIM) - далее СИМ.

Обобщеннная информационная модель представляет собой некоторую концептуальную модель для описания различных предметов (объектов) окружающего мира, используя объектно-ориентированную терминологию. По существу СИМ представляет собой информационную модель, задачей которой является единое унифицированное представление структур данных, независимо от источника происхождения данных и целей их использования.

Первые работы по созданию СИМ - технологии появились где-то в первой половине 90-х годов. Необходимость единого подхода к методике интеграции различных приложений становилась тем острее, чем быстрее развивалась WEB -технология и уже в 1992 году была организована международная группа по распределенному управлению задачами (Distributed Management Task Force - DMTF), целью которой была, прежде всего, разработка СИМ -стандартов, обеспечивающих создание интегрированных приложений в неоднородных (гетерогенных) вычислительных системах. СИМ описывает объектно - ориентированное представление данных , используя терминологию и методы "Универсального языка моделирования" (Unified Modeling Language - UML), являясь реализацией UML в части представления данных. СИМ представление включает в себя такие общие абстрактные элементы, как классы, объекты, свойства, методы и ассоциации. Основным элементом СИМ является схема, с помощью которой описывается информационная модель объекта. Схема является формальным определением модели. Язык изображения схемы полностью соответствует языку изображения UML.

Идея использования СИМ технологии для моделирования энергетических объектов, в том числе и сиcтем, была впервые выдвинута в Американском научно -исследовательском институте энергетики (Energy Power Research Institute -EPRI) в середине 90-х и была реализована в группе проектов под общим названием CCAPI. Основная задача проектов состояла, во-первых, в обеспечении интеграции приложений различных изготовителей в рыночных условиях и, во-вторых, в обеспечении независимости потребителя приложений от его разработчика. Эта идея была развита в документах Международной Электротехнической Комиссии.

При применении традиционных методов разработки каждое приложение создает свою собственную информационную модель физического объекта со своими структурами данных и описаниями связей между ними. Поэтому связь между приложениями представляет из себя отдельную проблему, которая превращает сложные комплексы, как принято говорить, в «блюдо спагетти». В случае использования СИМ – представления создается единая информационная модель физического объекта и все приложения обмениваются данными, используя их единое описание. Исследование экономического эффекта от применения СИМ -модели, выполненное на базе электроэнергетической системы TVA (штат Тенесси, USA) и включающее стоимость разработки, эксплуатации и внедрения дало экономию почти на порядок. Следует отметить, что использование методов представления данных внутри каждого приложения ни в коей мере не является ограничением для разработчика. СИМ представление является единым языком описания данных и, соответственно, интерфейса только в общей интегрированной среде Иначе говоря CIM представляет собой общий язык для приложений при работе в единой большой системе.

В настоящее время уже принят ряд документов МЭК в качестве международных стандартов. Основными из них являются стандарты МЭК 61850 –7 (уровень подстанции), МЭК 61968 (Интерфейсы системы распределения – DMS) и МЭК 61970 (Интерфейсы системы производства и передачи – EMS). Перечень основных документов и перспективы разработки можно найти на http://www.cimuser.org/

В России первые работы по интеграции приложений с использованием стандартных методов по инициативе ВНИИЭ изучаются с начала 2001 года. В начале обсуждение шло по линии унификации интерфейсов и протоколов обмена с использованием WEB-сервисов. Но уже в 2002 г. создание единой информационной модели на базе СИМ – технологии стало предметом детального изучения.

Реструктуризация электронергетики и, в частности, создание Федеральной сетевой компании (ФСК), Системного оператора (СО-ЦДУ) и Администратора Торговой Системы (АТС), существенно повысили необходимость интеграции автоматизированных систем управления на основе современных технологий. Существующие в настоящее время в ЕНЭС разобщенные базы данных об объектах российской энергетики, режимах энергосистем, ретроспективных архивах событий в энергосистемах уже не удовлетворяют потребности надежного и качественного управления энергообъединениями. Параллельное развитие систем управления ФСК, СО-ЦДУ и АТС требует создания общей информационной структуры, обслуживающей функционирование электротехнической отрасли в целом. Средством достижения этих целей является развитие специальных информационных технологий и, прежде всего, СИМ-технологии.
^

1. Принципы построения распределенной CИМ модели





    1. Особенностью создаваемой информационной модели является необходимость обеспечить поддержку бизнес-процессов, - как системы производства и передачи электроэнергии (ISO функции), так и системы распределения (RTO-функции). Более того – неопределенность периода реструктуризации требует построения информационной модели системы (не путать с моделями интерфейса) наиболее универсальным способом, принося в жертву универсальности отдельные локальные технические решения.




    1. Создаваемая информационная модель ЕНЭС должна единообразным образом включать, и, в случае необходимости, расширять все возможности базовых моделей cim10r7.mdl (cim10r7.rdfs).




    1. Необходимо сформировать профиль создаваемой системы. Профиль системы должен быть основан, как минимум, на следующих документах:

    • Стандарты МЭК 61970 – 301 (2-ая редакция, октябрь –ноябрь 2006 г.), МЭК61968. В редакциях cim10r7.mdl и cim10r7.rdf эти документы уже совмещены и эти редакции могут служить основой разработки.

    • Используемые (КПО) и разрабатываемые классификаторы объектов и единая методика идентификации оборудования и объектов электроэнергетики России.

    • Рекомендации консорциума W3C в части организации обмена данными (SOAP, WSDL, XML и т.д.)

Все документы профиля должны быть строго определены и не допускать многозначного толкования. Все изменения в документах профиля должны регистрироваться на уровне организационно - технического управления разработкой и доводиться до всех участников проекта.


1.4. Необходимо обеспечить устойчивость к изменениям объекта управления. Изменения объекта управления (замена оборудования, изменение собственника, изменение свойств и т.п.) минимальным образом (желательно - никак) не должны сказываться на интерфейсах обмена и доступа к данным, а также на программных компонентах, реализующих функции бизнес-процессов.


1.5 Открытость информационной модели, т.е. добавление новых элементов, как экземпляров классов, так и классов, не должно влиять ни на существующие элементы модели, ни на прикладное программное обеспечение.


1.6 Ввиду отсутствия независимой службы эксплуатации и поддержки ISO-RTO моделей должны быть предложены организационные механизмы ведения (эксплуатации) распределенных СИМ моделей, образующих единую модель ЕНЭС России.


1.7 Модель должна состоять из компонентов информационной модели. Такими компонентами, например, являются распредустройства (класс VoltageLevel), Трансформаторы (класс PowerTransformer), сегменты линий (классы ACLineSegment, DCLineSegment ), генерирующие устройства (класс GeneratingUnit) и потребитель (класс EnergyConsumer). Контейнерами для этих компонент являются соответственно подстанции (класс Subststion), линии (класс Line) и станции. Наличие базовых компонент информационной модели позволит создать множество разнообразных, сколь угодно сложных информационных моделей для широкого круга приложений.


1.8 Учитывая уникальные количественные характеристики разрабатываемой модели, определяемые размером ЕНЭС, информационная модель должна представлять из себя иерархическое множество моделей, образующих единое информационное пространство данных, включая измерения (в понимании МЭК61970-301). В процессе эксплуатации необходимо постоянно поддерживать адекватность распределенных моделей текущему состоянию системы.
  1. ^

    Формальное описание модели ЕНЭС



Основной проблемой при создании СИМ – модели реального объекта является система идентификации классов. Формально две переменных однозначно идентифицируют объект в СИМ модели – URI и ResourceID. URI является (по определению) «внешним» идентификатором, ResourceID – «внутримашинным». Поскольку общесистемные российские классификаторы также являются «внешними» по отношению к СИМ модели, то для интеграции определенной СИМ системы с не СИМ приложениями или для связи независимо разработанных СИМ приложений (не имеющих общей системы ссылок) необходимо, во-первых, иметь некоторое общее внешнее описание и, во-вторых, расширить СИМ-схему, включив туда это описание.

Первая задача решается созданием классификаторов, вторая - включением в состав модели двух дополнительных классов:

  • Класс KPO, экземплярами которого являются объекты существующего классификатора. Наиболее просто это сделать, введя класс KPO, как обобщение класса “Organisation” в UML схеме и в качестве собственных атрибутов этого класса включить необходимые ключевые слова классификатора и обязательный атрибут «KPO_code».

  • Класс, который условно назовем КОFE («Классификатор основных фондов электроэнергетики»), агрегированный в класс “Assets “ и экземплярами которого являются материальные объекты электроэнергетики.


Введя эти два класса и, в случае необходимости, включив их в понятие URI, можно связать любые приложения, следующие этим классификаторам. Возможно также для «внешнего» описания системы измерений необходимо будет иметь специальный классификатор измерений и сигналов, ассоциированный с классом измерений.

Для решения «сетевых» расчетных задач существенным является не только описание материальных объектов, но и связей между ними с точки зрения электрической сети. В рамках предлагаемой модели электрическая сеть описывается той же СИМ схемой, только в модель необходимо включать классы, описанные как PowerSystemResource (cм. МЭК 61970-301). Для связи «материального» и «сетевого» описания необходимо использовать предусмотренные в СИМ-схеме ассоциации. С точки зрения устойчивости модели в целом целесообразно определять ассоциации с двух сторон, но при использовании внешних классификаторов опираться на физически существующие объекты.

В заключение следует отметить, что мы рассматривали логическую структуру и один из возможных методов реализации. Обязательным требованием, тем не менее, является наличие формального описания ЕНЭС, использующего дополнительные классы КРО и КОFE, и возможность построения децентрализованной распределенной системы информационных моделей с помощью этого формального описания.

^

3. Стандартные процедуры доступа к CIM-объектам.



Процедуры (API, Application Program Interface) доступа к объектам для системы SCADA-EMS регламентируются в 400-ой серии стандарта IEC 61970 в рамках документа Спецификация Компонентного Интерфейса (Component Interface Specification, CIS). Спецификация CIS определяет набор интерфейсов, которые должно реализовать программное приложение для того, чтобы получить возможность обмена данными с другими поддерживающими этот стандарт приложениями. Также в 400-ой серии стандарта описываются специфические типы событий и логическая структура сообщений, которыми будут обмениваться приложения, независимо от операционной платформы, на которой они реализованы .

Для существующих приложений, информационный обмен между которыми основывается на принципе обмена сообщениями, наиболее целесообразным представляется использование рекомендаций и стандартов серии МЭК 61968.

В этом случае методология разработки, описанная в МЭК61968-1, полностью применима и реализуется на стадиях проектирования. Фактически это означает обмен в режиме запроса подготовки данных (глаголы GET, REQUEST) и затем запроса данных (глагол SHOW). Преимуществом использования этого подхода является возможность достаточно простого включения существующих приложений в общую систему управления. Для этого необходимо будет обеспечить переадресацию локальных имен в имена модели ЕНЭС.


4. Заключение


Создание интегрированных систем управления в рыночных условиях России невозможно без интеграции усилий таких участников рынка как СО-ЦДУ, ФСК и АТС. Для создания таких систем необходимо прежде всего выполнить следующие работы:

  1. Создать систему отраслевых стандартов и методических указаний для построения единых информационных моделей, как ЕНЭС России в целом, так и отдельных ее элементов.

  2. Создать системы отраслевых стандартов, описывающих единую систему интерфейсов прикладного уровня и обеспечивающих интеграцию приложений.

  3. Создать сетевую среду общей информационной шины, поддерживающую единую информационную модель, позволяющую создавать прикладные гетерогенные системы на основе одних и тех же платформенно-независимых технологий.

  4. Создать необходимую организационную «вертикальную» структуру, поддерживающую единство информационных моделей и моделей интерфейса для всех участников рынка.




Скачать 91,77 Kb.
оставить комментарий
Дата22.09.2011
Размер91,77 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

хорошо
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх